Città rupestre nelle rocce vulcaniche dell'altopiano dell'Anatolia centrale. Credito:Russell Pysklywec
Quando il famoso geofisico J. Tuzo Wilson dell'Università di Toronto (U of T) cementò i concetti nel campo emergente della tettonica a zolle negli anni '60, ha rivoluzionato lo studio delle caratteristiche fisiche e dei comportamenti della Terra. Decenni dopo, i ricercatori successori dell'Università di T e dell'Università tecnica di Istanbul hanno determinato che una serie di vulcani e un altopiano montuoso nella Turchia centrale si sono formati non solo dalla collisione di placche tettoniche, ma invece da un massiccio gocciolamento e poi dal distacco della placca tettonica inferiore sotto la superficie terrestre.
I ricercatori suggeriscono che il motivo per cui l'altopiano dell'Anatolia centrale (turca) è aumentato di un chilometro negli ultimi 10 milioni di anni è perché la crosta del pianeta e il mantello superiore - la litosfera - si sono ispessiti e gocciolati al di sotto della regione. Mentre la litosfera sprofondava nel mantello inferiore, dapprima formò un bacino in superficie, che in seguito sorse quando il peso sottostante si staccò e sprofondò ulteriormente nelle profondità più profonde del mantello.
"Sembra che la pesante base della placca tettonica sia 'gocciolata' nel mantello, lasciando un enorme vuoto nel piatto sotto l'Anatolia centrale. Essenzialmente, lasciando cadere questa densa ancora litosferica, c'è stato un balzo verso l'alto dell'intera massa terrestre attraverso centinaia di chilometri, " ha affermato il professor Oğuz H. Göğüş dell'Eurasia Institute of Earth Sciences presso l'Università tecnica di Istanbul (ITU), autore principale di uno studio che riporta i risultati pubblicati in Comunicazioni sulla natura questo mese.
È una nuova idea in cui l'accorciamento del piatto inizialmente schiacciava e piegava una cintura di montagna, innescando l'ispessimento e il gocciolamento della litosfera profonda, e quindi aumentando l'elevazione della maggior parte della Turchia centrale. Perplesso dalla presenza di un tale processo a una distanza significativa dai regolari confini tettonici delle placche, il team di ricerca ha iniziato a identificare il perché, in una zona ad alto riscaldamento e ad alta quota, è la litosfera sottostante completamente scomparsa - qualcosa che è stato recentemente scoperto dalla sismologia.
Hanno testato modelli computazionali ad alte prestazioni rispetto a osservazioni geologiche e geofisiche note dell'altopiano anatolico centrale, e ha dimostrato che una goccia di materiale litosferico al di sotto della superficie può spiegare i cambiamenti di elevazione misurati in tutta la regione.
Sezioni temporali del modello geodinamico computazionale che mostrano la radice continentale gocciolante e l'eventuale sollevamento della superficie per un periodo di 4,5 milioni di anni attraverso l'altopiano dell'Anatolia centrale della Turchia. Credito:Università di Toronto
"È una nuova variazione sui concetti fondamentali della tettonica a zolle, " ha detto il professor Russell Pysklywec, presidente del Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di T e uno dei coautori dello studio. "Ci dà un'idea della connessione tra la lenta circolazione della roccia quasi solida nel mantello terrestre causata dalle correnti di convezione che trasportano il calore verso l'alto dall'interno del pianeta, e osservato la tettonica a zolle attiva in superficie.
"Questo fa parte del Santo Graal della tettonica a zolle:collegare i due processi per capire come la crosta risponde al motore termico del mantello del pianeta".
Pysklywec ha condotto lo studio con Göğüş, che ha conseguito il dottorato di ricerca presso la U of T nel 2010, e colleghi ricercatori dell'ITU tra cui il professor A. M. C. Şengör, e Erkan Gün dell'Istituto Eurasia di Scienze della Terra presso l'Istituto tecnico di Istanbul. Gün ora è anche uno studente laureato alla U of T, supervisionato da Pysklywec. La ricerca si aggiunge a decenni di lavoro pionieristico sulla tettonica a zolle a U of T, e si basa sul lavoro seminale di Wilson.
"Tuzo Wilson è una figura di spicco della geofisica a livello internazionale e la persona più responsabile per aver aperto la strada alle idee della tettonica a zolle negli anni '60, " ha detto Pysklywec. "Sono lieto che stiamo continuando la sua eredità in geofisica con il nostro lavoro."
Mentre Pysklywec nota che ci sono molti luoghi sulla Terra privi della sua litosfera sottostante, è pronto a rassicurare che nessun luogo è in pericolo imminente di sprofondare nel mantello o di sollevarsi verso l'alto durante la notte. "I nostri risultati mostrano che l'altopiano dell'Anatolia centrale è cresciuto in un periodo di milioni di anni. Stiamo parlando di movimenti fluidi del mantello e sollevamento al ritmo con cui crescono le unghie".
Göğüş mette in evidenza i legami della tettonica con la storia umana dicendo:"I risultati sono entusiasmanti anche per il legame con la notevole attività storica umana dell'Anatolia centrale, dove sono esistite alcune delle prime civiltà conosciute. Ad esempio, L'Anatolia centrale è descritta come un'elevata, asciutto, fredda pianura della Licaonia nella Geographika di Strabone nel 7 a.C., e persino pitture rupestri nella regione risalenti a circa 7000 aC registrano eruzioni vulcaniche attive sull'altopiano".
